华中科技大学 信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 11 月 10 日
2015年11月12日
信息工程学院课程设计成绩评定表
摘要 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。 关键词：电力系统潮流计算 MATLAB仿真
Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation
实用文档 PSCAD 电力系统仿真 ——从风机到风电场建模
目录 A部分：引言............................................................. - 2 - 1.介绍............................................................... - 2 - 2.PSCAD部件......................................................... - 2 - 3.仿真建模结构....................................................... - 3 - 4.仿真执行........................................................... - 3 - B部分：建模............................................................. - 5 - 5.从风到同步发电机................................................... - 5 - 5.1风源......................................................... - 6 - 5.2风力发电机组件............................................... - 7 - 5.3风力发电机的调速器组件...................................... - 10 - 5.4同步发电机.................................................. - 14 - 5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................... - 17 - 6.AC/DC/AC：电源和频率转换.......................................... - 19 - 6.1二极管整流器................................................ - 20 - 6.2过电压保护.................................................. - 21 - 6.3 DC母线..................................................... - 22 - 6.4 6-脉冲晶闸管逆变器.......................................... - 26 - 6.5与电网的连接................................................ - 31 - 7.配电网............................................................ - 33 - 7.1定义网络.................................................... - 33 - 7.2潮流仿真.................................................... - 36 - C部分：仿真............................................................ - 38 - 8. 恒风速研究....................................................... - 38 - 8.1架构完整模型................................................ - 38 - 8.2恒风研究.................................................... - 39 - 9.故障分析.......................................................... - 40 - 9.1默认在节点3 ................................................. - 40 - 9.2默认在节点2 ................................................. - 43 - 9.3结论........................................................ - 45 - 10.变风速研究....................................................... - 46 - 10.1动态变桨控制............................................... - 46 - 10.2被动变桨控制仿真........................................... - 49 - 10.3比较被动和动态的桨距控制................................... - 50 - 11.风电场........................................................... - 52 - 11.1从一个单一风力发电机到风电场............................... - 52 - 11.2 PWM调节驱动器............................................. - 55 - D部分：附录............................................................ - 66 - 12. 参考文献........................................................ - 66 -
电力系统最优潮流算法综述 赵 爽 任建文 华北电力大学 河北省 保定市 071003 摘 要 在电力系统中，实现系统的安全经济运行对国民经济发展具有重大的意 义。最优潮流是同时考虑网络的安全性和系统的经济性的一种实现电力系统优化的 问题。由于其安全约束条件众多、数学模型求解复杂，故难以实现经济性与安全性 的统一，因此一直是研究的热点问题。从理论出发论述了研究电力系统最优潮流问 题的意义，回顾近20年来国内外关于最优潮流的逐步发展的过程，介绍求解最优潮 流的线性方法、非线性方法和其他新型方法，并对主要的优化方法列出具有代表性 的文献，指出其优缺点，提出最优潮流有待深入研究的方向。 关键词 电力系统 最优潮流 线性算法 非线性算法 中国图书分类法分类号 TM The Summarize of Optimal Power Flow Methods of the Power System Zhao Shuang Ren Jianwen North China of Electric Power University Baoding Hebei 071003 Abstract: In the power system, the realization of the safety and economic function is important to the national economic. Optimal power flow is a problem to realize the optimization of the system which the safety of the network and the economic of the system are considered at the same time. For many restricted safe conditions and the complex of the mathematic models, it is difficult to realize the unite of the economic and security, so this question is the hotspot all along. This paper discusses the meaning of making research on the optimal power flow problem of power system. The research history and actuality on optimal power flow problem home and abroad are also summarized. And it introduces the linear method、the non-linear method and other new methods to solve the optimal power flow. Furthermore, some research directions that need to study in depth are put forward. Key words power system optimal power flow linear method non-linear method 1 引言 电力系统最优潮流的发展可以回溯到60年代初基于协调方程式的经典经济调度方法。
第三章 电力系统的潮流计算 3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。系 统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率（或极端电压），负荷的有 功功率和无功功率等。运行状态是指系统中所有母线（或称节点）电压的幅值和 相位，所有线路的功率分布和功率损耗等。 3-2 电压降落是指元件首末端两点电压的相量差。 电压损耗是两点间电压绝对值之差。当两点电压之间的相角差不大时， 可以近似地认为电压损耗等于电压降落的纵分量。 电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。电压 偏移可以用kV 表示，也可以用额定电压的百分数表示。 电压偏移= %100?-N N V V V 功率损耗包括电流通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压 施加于元件的对地等值导纳时产生的损耗。 输电效率是是线路末端输出的有功功率2P 与线路首端输入的有功功率 1P 之比。 输电效率= %1001 2 ?P P 3-3 网络元件的电压降落可以表示为 ()? ? ? ? ? +=+=-2221V V I jX R V V δ? 式中，?2V ?和? 2V δ分别称为电压降落的纵分量和横分量。 从电压降落的公式可见，不论从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的，元件两端的电压幅值差主要有电压降落的纵分量决定，电压的相角差则由横分量决定。在高压输电线路中，电抗要远远大于电阻，即R X ??，作为极端的情况，令0=R ，便得 V QX V /=?，V PX V /=δ 上式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生的，而电压降落的横分量则是因为传送有功功率产生的。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。 3-4 求解已知首端电压和末端功率潮流计算问题的思路是，将该问题转化成 已知同侧电压和功率的潮流计算问题。
风电场动态等值建模研究 摘要：针对风电场内各机组间尾流的相互影响，提出了一种新的风电场等值建模方法。该方法是通过K-means聚类分析法对某风电场的实测数据进行合理处理，取相同时刻的同类机组风速的均值作为该类机组在此时刻的风速模型，同类机组功率的均值作为该类机组在此时刻的功率模型，将风电场内33台UP77-1.5MW风电机组聚成四类。最后，数值分析及仿真计算表明了该方法的有效性和精确性。 关键词：风电场；动态建模；聚类分析法；电力系统 0 引言 随着风电场装机容量的不断增加，大规模风电场的接入会对电力系统的安全稳定运行产生一定的影响[1-4]。为此，研究含风电场的电力系统稳定性一直是广大学者关注的焦点。然而大型风电场内往往有数十甚至上百台风电机组，若对每一台风电机组进行详细建模，会极大地增加电力系统模型的复杂度，导致仿真时间过长，不仅难以满足电力系统运行计算的要求且没有必要。对于大型互联电力系统，有必要研究大型风电场的动态等值方法，以减少含风电场电力系统分析规模和仿真时间[5-6]。 如果在大型互联电力系统动态仿真中，对大型风电场采用详细的模型（即对每一台风力发电机组单独建模），就会把多台小额定容量的发电机、升压变压器、无功补偿电容器以及大量的引出线都加入到电力系统模型中，这将极大地增加电力系统的分析规模和仿真时间，同时还会带来许多严重的问题，例如模型的有效性、数据的修正等[7]。 为此，风电场动态等值建模也是近些年学者研究的热点。针对风电场内各机组间尾流的相互影响，本文提出一种K-means聚类分析法，将风电场的机组聚类，然后对聚类后的机组进行等值建模。 1 K-means聚类算法 K-means算法是一种非常典型的基于距离的聚类算法，整个聚类过程采用距离作为相似性的评价标准，也就是认为两个对象之间的距离越近，它们之间的相似度就越大。这种算法认为簇就是由距离比较接近的对象所组成的，所以把得到独立且紧凑的簇作为最终聚类目标[8-9]。 k个初始类聚类中心点的选择对聚类结果具有很大的影响，因为在该算法的第一步中是随机的选取k个对象作为最初的聚类中心，初始地代表一个簇。这种算法在每次迭代过程中对数据集内剩余的每个对象，根据其与各个簇中心的距离把每个对象重新赋给最近的簇。当考察完所有的样本数据对象后，一次迭代运算结束，新的聚类中心就被计算出来。如果在一次迭代的前后，聚类中心的值没有发生变化，则说明算法已经收敛。
风力发电系统建模与仿真 摘要：风力发电作为一种清洁的可再生能源利用方式，近年来在世界范围内获得了飞速的发展。本文基于风力机发电建立模型，主要完成了以下工作：（1）基于风资源特点，建立了以风频、风速模型为基础的风力发电理论基础； （2）运用叶素理论，建立了变桨距风力机机理模型； （3）分析了变速恒频风力发电机的运行区域与变桨距控制的原理与方法，并给出了机组的仿真模型，为风力发电软件仿真奠定了基础； （4）搭建了一套基于PSCAD/EMTDC仿真软件的风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，并且已初步实现风力机特性模拟功能。 关键词：风力发电；风频；风速；风力机；变桨距；建模与仿真 1 风资源及风力发电的基本原理 1.1 风资源概述 （1）风能的基本情况[1] 风的形成乃是空气流动的结果。风向和风速是两个描述风的重要参数。风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风。风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。 风速是指某一高度连续10min所测得各瞬时风速的平均值。一般以草地上空10m高处的10min内风速的平均值为参考。风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向。 风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。 （2）风能资源的估算 风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能，即风能密度，表示如下： 3 ω= (1-1) 5.0vρ 式中, ω——风能密度(2 W)，是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量； /m ρ——空气密度(3 kg)； /m
基于MATLAB的电力系统潮流计算 %简单潮流计算的小程序，相关的原始数据数据数据输入格式如下： %B1是支路参数矩阵，第一列和第二列是节点编号。节点编号由小到大编写%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点%编号，将变压器的串联阻抗置于低压侧处理。 %第三列为支路的串列阻抗参数。 %第四列为支路的对地导纳参数。 %第五烈为含变压器支路的变压器的变比 %第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，%“0”为不含有变压器。 %B2为节点参数矩阵，其中第一列为节点注入发电功率参数；第二列为节点%负荷功率参数；第三列为节点电压参数；第六列为节点类型参数，其中 %“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数。 %X为节点号和对地参数矩阵。其中第一列为节点编号，第二列为节点对地%参数。 n=input('请输入节点数:n='); n1=input('请输入支路数:n1='); isb=input('请输入平衡节点号:isb='); pr=input('请输入误差精度:pr='); B1=input('请输入支路参数:B1='); B2=input('请输入节点参数:B2='); X=input('节点号和对地参数:X='); Y=zeros(n); Times=1; %置迭代次数为初始值 %创建节点导纳矩阵 for i=1:n1 if B1(i,6)==0 %不含变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); else %含有变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/(B1(i,3)*B1(i,5)); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3);
PSCAD 电力系统仿真 ——从风机到风电场建模
目录 A部分：引言............................................................. - 2 - 1.介绍............................................................... - 2 - 2.PSCAD部件......................................................... - 2 - 3.仿真建模结构....................................................... - 3 - 4.仿真执行........................................................... - 3 - B部分：建模............................................................. - 4 - 5.从风到同步发电机................................................... - 4 - 5.1风源......................................................... - 5 - 5.2风力发电机组件............................................... - 6 - 5.3风力发电机的调速器组件....................................... - 9 - 5.4同步发电机.................................................. - 12 - 5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................... - 15 - 6.AC/DC/AC：电源和频率转换.......................................... - 17 - 6.1二极管整流器................................................ - 17 - 6.2过电压保护.................................................. - 19 - 6.3 DC母线..................................................... - 20 - 6.4 6-脉冲晶闸管逆变器.......................................... - 23 - 6.5与电网的连接................................................ - 29 - 7.配电网............................................................ - 31 - 7.1定义网络.................................................... - 31 - 7.2潮流仿真.................................................... - 34 - C部分：仿真............................................................ - 36 - 8. 恒风速研究....................................................... - 36 - 8.1架构完整模型................................................ - 36 - 8.2恒风研究.................................................... - 37 - 9.故障分析.......................................................... - 38 - 9.1默认在节点3 ................................................. - 38 - 9.2默认在节点2 ................................................. - 41 - 9.3结论........................................................ - 43 - 10.变风速研究....................................................... - 44 - 10.1动态变桨控制............................................... - 44 - 10.2被动变桨控制仿真........................................... - 47 - 10.3比较被动和动态的桨距控制................................... - 48 - 11.风电场........................................................... - 50 - 11.1从一个单一风力发电机到风电场............................... - 50 - 11.2 PWM调节驱动器............................................. - 53 - D部分：附录............................................................ - 64 - 12. 参考文献........................................................ - 64 -
第四章 电力系统潮流分析与计算 电力系统潮流计算是电力系统稳态运行分析与控制的基础，同时也是安全性分析、稳定性分析电磁暂态分析的基础（稳定性分析和电磁暂态分析需要首先计算初始状态，而初始状态需要进行潮流计算）。其根本任务是根据给定的运行参数，例如节点的注入功率，计算电网各个节点的电压、相角以及各个支路的有功功率和无功功率的分布及损耗。 潮流计算的本质是求解节点功率方程，系统的节点功率方程是节点电压方程乘以节点电压构成的。要想计算各个支路的功率潮流，首先根据节点的注入功率计算节点电压，即求解节点功率方程。节点功率方程是一组高维的非线性代数方程，需要借助数字迭代的计算方法来完成。简单辐射型网络和环形网络的潮流估算是以单支路的潮流计算为基础的。 本章主要介绍电力系统的节点功率方程的形成，潮流计算的数值计算方法，包括高斯迭代法、牛顿拉夫逊法以及PQ 解藕法等。介绍单电源辐射型网络和双端电源环形网络的潮流估算方法。 4-1 潮流计算方程--节点功率方程 1. 支路潮流 所谓潮流计算就是计算电力系统的功率在各个支路的分布、各个支路的功率损耗以及各个节点的电压和各个支路的电压损耗。由于电力系统可以用等值电路来模拟，从本质上说，电力系统的潮流计算首先是根据各个节点的注入功率求解电力系统各个节点的电压，当各个节点的电压相量已知时，就很容易计算出各个支路的功率损耗和功率分布。 假设支路的两个节点分别为k 和l ，支路导纳为kl y ，两个节点的电压已知，分别为k V 和l V ，如图4-1所示。 图4-1 支路功率及其分布 那么从节点k 流向节点l 的复功率为（变量上面的“－”表示复共扼）： )]([l k kl k kl k kl V V y V I V S (4-1) 从节点l 流向节点k 的复功率为： )]([k l kl l lk l lk V V y V I V S (4-2) 功率损耗为： 2)()(kl kl l k kl l k lk kl kl V y V V y V V S S S (4-3)
潮流例题：根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 一、设计原理 1．牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为额定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不
平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y。 （2）设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 １）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也２）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3．MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 二、设计内容 1.设计流程图
题目：潮流计算与matlab 教学单位电气信息学院姓名 学号 年级 专业电气工程及其自动化指导教师 职称副教授
摘要 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。 关键词：电力系统潮流计算 MATLAB Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation
第11章 电力系统的潮流计算 § 概述 § 开式网络的电压和功率分布计算 § 闭式网络潮流的近似计算方法 § 潮流计算的数学模型 § 牛顿一拉夫逊法的潮流计算 § P-Q 分解法潮流 § 概述 1、定义：根据给定的运行条件求取给定运行条件下的节点电压和功率分布。 2、意义：电力系统分析计算中最基本的一种：规划、扩建、运行方式安排。 3、所需： ① 根据系统状态得到已知条件：网络、负荷、发电机。 ② 电路理论：节点电流平衡方程。 ③ 非线性方程组的列写和求解。 4、已知条件： ① 负荷功率LD LD jQ P ② 发电机电压 5、历史：手工计算：近似方法（§，§） 计算机求解：严格方法 § 开式网络的电压和功率分布计算 注重概念，计算机发展和电力系统复杂化以前的方法。 1、已知末端功率和未端电压， 见1.11Fig 解说：已知4V 和各点功率 由此可见：利用上节的单线路计算公式，从末端开始逐级往上推算。 2、已知末端功率和首端电压 以图讲解，已知V 1和各点功率 迭代法求解： ① 假定末端为额定电压，按上小节方法求得始端功率及全网功率分布
②用求得的始端功率和已知的始端电压，计算线路末端电压和全网功率分布 ③用第二步求得的末端电压重复第一步计算 ④精度判断：如果各线路功率和节点电压与前一次计算小于允许误差，则停止计算， 反之，返回第2步重复计算。 ⑤从首端开始计算线路各电压 如果近似精度要求不高，可以不进行迭代，只进行①、⑤计算始可。 3、对并联支路和分支的处理。 4、多级电压开式电力网的计算。 ①折算到一侧进行计算，计算完以后再折算回去 ②原线路进行计算，碰到理想变压器则进行折算。 ③ 型等值电路。 5、复杂辐射状网络的计算 ①基本计算步骤 图 讨论：a、迭代次数 b、最近的研究论文 ②计算机实现 a、节点编号(计算顺序) 引出问题 叶节点法： 叶节号 非叶节点 编号方法 b、支路返回法 讨论：节点编号的工程基础 ③少量环网的处理方法 §简单闭式网络潮流的近似计算方法 简单闭式网络:两端供电网络或环形网络
P-Q分解法潮流计算方法改进综述 摘要：本文介绍了P-Q分解法潮流计算方法的数学模型，简化假设及特点，总 结了P-Q分解法在低压配电网络中，随着支路R/X比值的增大所带来的迭代次数 增大和不收敛性的解决方法，及该方法在不同假设条件下收敛性，并提出了自己 的见解。 关键词： P-Q分解法；收敛性；大R/X比支路 1 潮流计算的数学模型 P-Q分解法又称为快速解耦法，是基于牛顿-拉夫逊法的改进，其基本思想是：把节点功率表示为电压向量的极坐标方程式，抓住主要矛盾，把有功功率误差作 为修正电压向量角度的依据，把无功功率误差作为修正电压幅值的依据，把有功 功率和无功功率迭代分开进行【1】。 对一个有 n 个节点的系统，假定第1个为平衡节点，第 2~m+1号节点为PQ 节点，第m+2~n号节点为PV节点，则对于每一个PQ或PV节点，都可以在极坐 标形式下写出一个有功功率的不平衡方程式： 这些假设密切地结合了电力系统的某些固有特点，作为电力系统潮流计算广泛使用的一 种算法，P-Q分解法无论是内存占用量还是计算速度方面都比牛顿-拉夫逊法有了较大的改进，主要反映在以下三点： ① 在修正方程式中，B’和B’’二者的阶数不同。B’为n-1 阶，B ‘’为m阶方阵，简化了牛 顿法的一个n+m-1的方程组，显著减少了方程组的求解难度，相应地也提高了计算速度。 ②用常系数矩阵B’和B’’代替了变系数雅可比矩阵，而且系数矩阵的元素在迭代过程中 保持不变。系数矩阵的元素是由导纳矩阵元素的虚部构成的，可以在进行迭代过程以前，对 系数矩阵形成因子表，然后反复利用因子表对不同的常数项△P/V 或△Q/V进行前代和回代 运算，就可以迅速求得电压修正量，从而提高了迭代速度，大大地缩短了每次迭代所需的时 间【2】。 ③用对称的B’和B’’代替了不对称的雅可比矩阵，因此只需要存储因子表的上三角部分，这样减少了三角分解的计算量和内存【2】。 3 P-Q分解法的收敛性改进 在各种文献中，都有对P-Q分解法从不同方面提出了讨论和改进，有些是对硬件的改进，如使用并行算法和相应的并行软件来替代原来的串行处理，有些是对算法程序做出了改进， 方法众多，不在此累述。但是我注意到，在实际应用中，由于理论与实际复杂多变的差别， 一些网络如果不满足P-Q分解法的前提假设，可能会出现迭代次数增加或不收敛的情况，而 一些病态系统或重负荷系统，特别是放射状电力网络的系统，也会出现计算过程的振荡或不 收敛的情况。针对此类异常网络，从网络参数改进的角度出发，对此做出了总结。 3.1 大R/X比支路的处理 一般来说，110KV以上的高压电力网中，输电线支路易满足R< 第一章 简单电力系统的分析和计算 一、 基本要求 掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计 算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。 二、 重点内容 1、电力线路中的电压降落和功率损耗 图3-1中，设线路末端电压为2U 、末端功率为222~jQ P S +=，则 （1）计算电力线路中的功率损耗 ① 线路末端导纳支路的功率损耗： 222 2* 222~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? ……………（3-1） 则阻抗支路末端的功率为： 222~~~Y S S S ?+=' ② 线路阻抗支路中的功率损耗： ()jX R U Q P Z I S Z +'+'==?2 2 22222 ~ ……（3-2） 则阻抗支路始端的功率为： Z S S S ~ ~~21?+'=' ③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121* 122~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? …………（3-3） 则线路始端的功率为： 111~ ~~Y S S S ?+'= ~~~图3-3 变压器的电压和功率 ~2 ? U （2）计算电力线路中的电压降落 选取2U 为参考向量，如图3-2。线路始端电压 U j U U U δ+?+=2 1 其中 2 2 2U X Q R P U '+'= ? ； 222U R Q X P U '-'=δ ……………（3-4） 则线路始端电压的大小： ()()2 221U U U U δ+?+= ………………（3-5） 一般可采用近似计算： 2 2 2221U X Q R P U U U U '+'+ =?+≈ ………………（3-6） 风电场风速预测研究综述 【摘要】随着经济的发展，对清洁能源的需求越来越迫切。风能作为一种清洁、可再生能源具有很大的发展潜力。由于风力发电的间歇性和时变性，随着风电并网，精确的风速的预测尤为重要。本文就目前存在的风速的预测方法进行了归纳和总结，分析和比较了各类方法的特点，并进一步说明他它们的运用范围。 【关键词】风速预测；预测模型；综述 随着全球石化资源储量的日渐匮乏以及低碳、环保概念的逐步深化，风能等可再生能源的开发与利用日益受到国际社会的重视。风能作为一种清洁、可再生能源具有很大的发展潜力。它作为一个解决能源生产和生活的需要方法，特别是对沿海岛屿，难以到达的偏远地区，地广人稀的草原，农村和边疆传统电源难以发展，具有重要的意义。最近，不仅在发达国家，而且在中国这样的发展中国家也越来越关注风能资源的开发与利用。 风力发电最重要的因素之一是风速。功率曲线特征与风速风力发电生产的链接。风速是不可控的，不可调节的，导致间歇性风能。这影响电能质量，危害电力系统稳定和电力调度。出于这个原因，准确有效地预测出风电场的输出功率可帮助电力系统调度运行人员做出最有效决策。 目前，许多研究人员已经就风速预测问题进行了研究，并且提出了许多预测方法，大体可以分为3类：物理方法、时间序列方法和人工智能算法。当然，这种分类方法并不绝对，现在已经很少存在只用单一的物理方法或者统计方法来进行风速预测的模型，在许多高效的预测方法中这几种模型都同时得到应用。并且，近些年随着人工智能的不断发展，诸如人工神经网络（ANN）和模糊逻辑等方法都已广泛应用到风速预测的模型中。 本文论述的侧重点是风速预测的方法，按一下4类进行论述：物理模型、时间序列模型、智能算法以及新方法。 1.风速预测方法 1.1物理方法 数值天气预报（NWP）作为典型的物理模型，依据大气实际情况，如不同高度上的风向、风速、气压、湿度等气象要素值，在一定的初值和边界条件下.通过大型计算机做数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组，最后逐步计算出大气未来的气象要素分布状况，从而制作出天气预报。研究发现，在超短期中NWP方法预测效果比较理想。其次物理模型是预测风速的第一步，作为其他统计模型的辅助输入量。 1.2时间序列方法第三章简单电力系统的潮流计算汇总
风电场风速预测研究综述
相关主题
文本预览